工業(yè)機(jī)器人定位誤差分級補(bǔ)償與精度維護(hù)方法研究.pdf

1、面向多品種、小批量定制化生產(chǎn)的智能柔性制造系統(tǒng)已成為現(xiàn)代制造技術(shù)發(fā)展趨勢之一，作為一種典型的多關(guān)節(jié)柔性運動平臺，工業(yè)機(jī)器人將在現(xiàn)代制造向先進(jìn)智能制造的轉(zhuǎn)型升級過程中扮演“催化劑”的角色。由于本體結(jié)構(gòu)及使用環(huán)境限制，工業(yè)機(jī)器人絕對定位精度低、長期穩(wěn)定性差，尚無法直接適應(yīng)新型產(chǎn)業(yè)環(huán)境下各行業(yè)的新應(yīng)用、新需求?，F(xiàn)有的機(jī)器人誤差補(bǔ)償技術(shù)研究依然停留在尋找更完備的運動學(xué)模型或更高效的誤差估值算法的層次，未能將誤差補(bǔ)償方法與關(guān)節(jié)機(jī)器人運動特性緊密結(jié)

2、合，形成系統(tǒng)有效的誤差補(bǔ)償與精度維護(hù)機(jī)制，真正提升現(xiàn)場環(huán)境下工業(yè)機(jī)器人運動精度及自主性能。
　　本文針對制造現(xiàn)場環(huán)境下工業(yè)機(jī)器人定位誤差補(bǔ)償與精度維護(hù)問題，研究一種可行可靠、創(chuàng)新的分級補(bǔ)償與在線自維護(hù)方法。論文在探究機(jī)器人位姿誤差分布規(guī)律及誤差源作用機(jī)理的基礎(chǔ)上，從關(guān)節(jié)誤差建模、幾何誤差建模、構(gòu)建關(guān)節(jié)空間高精度網(wǎng)格陣列等多個層面開展分級補(bǔ)償方法研究，將機(jī)器人絕對定位精度提升至重復(fù)定位精度水平，并詳細(xì)闡明了各層次補(bǔ)償方法的基本原理、

3、主要問題和關(guān)鍵技術(shù)，完成了實驗驗證與現(xiàn)場應(yīng)用工作。論文主要研究內(nèi)容歸納如下：
　　1、基于重復(fù)定位精度和絕對定位精度兩大評估指標(biāo)，分析了機(jī)器人位姿誤差分布規(guī)律及誤差源作用機(jī)理，將影響機(jī)器人位姿精度的主要因素分為關(guān)節(jié)誤差、幾何誤差、非幾何誤差三類，并以此形成了多級分層誤差補(bǔ)償機(jī)制。
　　2、針對關(guān)節(jié)誤差因素，在深入分析關(guān)節(jié)誤差作用規(guī)律的基礎(chǔ)上提出了關(guān)節(jié)誤差分類補(bǔ)償方法，建立了機(jī)器人柔性誤差模型及四桿機(jī)構(gòu)傳動誤差模型。
　

4、　3、針對幾何誤差因素，提出了基于絕對位置精度的幾何誤差標(biāo)定方法，為提升標(biāo)定效率研究了最優(yōu)標(biāo)定姿態(tài)選擇策略；同時提出了基于固定點約束的幾何誤差自標(biāo)定方法，并以此發(fā)展了應(yīng)用于工業(yè)現(xiàn)場的機(jī)器人在線溫度補(bǔ)償方法。
　　4、基于關(guān)節(jié)機(jī)器人結(jié)構(gòu)特點和運動特性，研究了基于關(guān)節(jié)空間網(wǎng)格分割的非幾何誤差標(biāo)定方法，根據(jù)定位誤差在關(guān)節(jié)空間中的分布規(guī)律研究了最優(yōu)的網(wǎng)格劃分方法，實現(xiàn)了網(wǎng)格陣列精度和效率的統(tǒng)一。
　　5、研究定位誤差分級補(bǔ)償與精度維